[實用新型]一種全方向轉向機構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822013381.3
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN209241159U
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 李國偉;徐幼林;馬駿
• 申請（專利權）人: 南京林業(yè)大學;南通科技職業(yè)學院
• 主分類號: B62D3/02
• 分類號: B62D3/02;B62D3/12
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了一種全方向轉向機構，上端傳動箱上表面與轉向步進電機組下表面相連，上端傳動箱下表面與轉向座上表面相連，轉向座下表面與下端傳動箱相連，上端傳動箱與下端傳動箱結構相同，傳動縱軸活動設置于上端傳動箱、轉向座及下端傳動箱內(nèi)，動力輸入軸一端設置于上端傳動箱內(nèi)并與傳動縱軸頂端相連，輸出軸套一端與下端傳動箱相連，動力輸出軸設置于輸出軸套內(nèi)，動力輸出軸一端設置于下端傳動箱內(nèi)并與傳動縱軸底端相連，動力輸出軸另一端與輪胎中心位置相連，輸出軸套上表面與轉向架底端相連，轉向架頂端與轉向步進電機組上表面相連，該實用新型無論從經(jīng)濟性、結構簡單可靠性、易操作性都有巨大對的優(yōu)勢。

技術領域

本實用新型涉及車輪轉向技術領域，具體為一種全方向轉向機構。

背景技術

自1886年德國人卡爾·本茲的三輪帶煤氣發(fā)動機車開始，人類進入了非生物動力輪式車輛發(fā)展的新紀元。在隨后至今的一百多年間，汽車工業(yè)飛速發(fā)展。輪式車輛的應用從交通運輸，擴展到軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個領域。輪式車輛從外觀，到驅動方式都發(fā)生了巨大的改變。相對的，輪式車輛在轉向方式上，并沒有太多的變化。受制于設計及制造成本等原因，輪式車輛通常采用連桿系統(tǒng)的轉向方式。連桿系統(tǒng)限制了偏轉輪的偏轉角度，也就造成了輪式車輛轉向過程中必須有一定的轉向半徑。

在農(nóng)業(yè)方面，以輪式拖拉機、高地隙植保車輛為代表的農(nóng)機車輛，基本上延續(xù)了普通輪式車輛的轉向方式。少部分采用鉸接式轉向。大部分場合下，農(nóng)機車輛都是在廣闊的田地環(huán)境下工作。在這種環(huán)境下有足夠的空間，容納較大的轉彎半徑。但是作為作業(yè)車輛，弧線的轉彎半徑既不利于作業(yè)機構對農(nóng)作物的覆蓋，也會造成大量軋苗的情況。而能夠平移的作業(yè)車輛，恰恰能夠很好的規(guī)避這些問題。在一些特殊場合，比如果園、大棚，密集低矮的作物限制了作業(yè)車輛的移動。與停車場類似的，農(nóng)林業(yè)狹小的作業(yè)環(huán)境也迫切的需求能夠靈活轉向的車輛。

在工業(yè)、建筑業(yè)領域，輪式車輛也是生產(chǎn)裝備的重要一環(huán)。以叉車為例，作為典型的后輪轉向車輛，叉車擁有比較小的轉向半徑和比較大的轉向角度。但即使這樣，叉車在一些場合下仍然不能滿足生產(chǎn)的需求。特別是叉車的作業(yè)機構位于車輛前段，在滿載情況下經(jīng)常會阻礙駕駛員的視線。所以也就經(jīng)常出現(xiàn)，叉車裝滿貨物后，駕駛員倒著開的景象。如果叉車可以做到平移、斜移，完全可以解決以上問題。建筑業(yè)中，比如常用的翻斗車，如果能夠均勻傾倒混凝土，可以大大節(jié)省瓦工的工作強度。一般來說這個比較考驗翻斗車駕駛員的經(jīng)驗水平，但是使用平移機構，可以減少對駕駛員的要求。

要實現(xiàn)車輛具有直行、蟹行、斜行、前輪轉向、后輪轉向、零半徑轉向等功能，最直接的辦法是汽車具有四輪獨立驅動-獨立轉向。四輪轉向汽車的前后四個車輪都具有轉向功能，并且根據(jù)前后車輪不同的擺角和相位，能夠減小或增大汽車的轉彎半徑，從而提高車輛的靈活性或穩(wěn)定性。因此，四輪轉向汽車相比傳統(tǒng)前輪轉向汽車有兩個優(yōu)點：在低速時，后輪偏轉方向與前輪相反，使得轉彎半徑減小，能夠實現(xiàn)更靈活的轉向；在高速時，后輪偏轉方向與前輪相同，使得轉彎半徑增大，可以提升車輛的穩(wěn)定性。

鑒于全方向轉向機構的應用前景非常廣闊，國內(nèi)眾多高校、企業(yè)也投入了大量精力進行研究，全向輪受制于其工作原理，各輪系之間需要正交排列，無法像傳統(tǒng)輪系那樣對稱排列，所以應用范圍比較小，一般使用在小型輪系機器人。

根據(jù)研究總結，比較完美的全方向轉向機構應該能實現(xiàn)以下轉向方式：正常偏轉、斜行、平移、零半徑回轉，經(jīng)過歸納，以下三種全方向轉向結構是常見的結構形式，這些結構可以實現(xiàn)或者部分實現(xiàn)全方向轉向的功能，但都有各自無法克服的缺點。

一、差速偏轉方式存在的問題

缺點：

(1)轉向過程滑移現(xiàn)象嚴重，對輪系磨損較大；

(2)不能實現(xiàn)平移、斜移，適用范圍比較小；

(3)對行駛路面平整度要求高。

(4)轉向指向性差，高速過程精準轉向困難。